УЧЕБНА ПРОГРАМА
ПО ДИСЦИПЛИНАТА: МОЛЕКУЛНА ФИЗИКА
ВКЛЮЧЕНА В УЧЕБНИЯ ПЛАН НА СПЕЦИАЛНОСТ: ЯДРЕНА ТЕХНИКА И ЯДРЕНА ЕНЕРГЕТИКА
СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ: БАКАЛАВЪР
КРЕДИТИ (ECTS): 5.0
КАТЕДРА: ФИЗИКА НА КОНДЕНЗИРАНАТА МАТЕРИЯ
ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН
Вид на занятията
|
Семестър
|
Хорариум
Часа седмично
|
Хорариум
Часа общо
| Лекции |
II
|
2
|
30
|
Семинарни упражнения
|
II
|
2
|
30
|
Общо часа:
|
|
4
|
60
|
Форма на контрол:
а/За сем.упражнения
б/За дисциплината
|
текуща оценка изпит
|
|
|
А. АНОТАЦИЯ
Лекционният курс представлява последователно съвременно изложение на основните понятия, величини, закони и експериментални факти на молекулната физика и класическата термодинамика, при което се използва изучавания в първи курс математически апарат. С помощта на двата взаимно допълващи се подхода (термодинамичния и молекулно-кинетичния) се изучава най-простата термодинамична система - идеален газ. Разглеждат се и реални газове /уравнение на Ван-дер-Ваалс, вътрешна енергия, ефект на Джаул-Томсън/, както и основни въпроси на статистическата физика /разпределенията на Болцман и на Максуел/. Както при модела на идеалния газ, така и при модела на независимите хармонични осцилатори за кристални твърди тела, се обсъждат границите на приложимост на класическата теория на топлинните капацитети и се дава представа за необходимостта от квантово-механично разглеждане.
Изучените термодинамични принципи и основните положения на молекулно-кинетичната теория се прилагат при разглеждане на строежа и свойствата на течности, при фазови преходи от първи род и при преносни явления в газове-дифузия, вътрешно триене и топлопроводност. Тези три раздела са особено важни за студентите от специалност Медицинска физика и тяхната относителна тежест е по-голяма, като в учебната програма са включени и следните въпроси: влажност на въздуха; зависимост на налягането на наситените пари от кривината на свободната повърхност на течността с приложение към явления в атмосферата; аномални свойства на леда и водата – водородна връзка; роля на конвекцията в някои атмосферни явления.
Основните термодинамични закономерности и процеси се онагледяват с подходящи демонстрации, което помага за изясняване на физическата им същност.
Семинарните упражнения включват решаване на задачи от основните раздели на лекционния курс, като за разделите течности, фазови преходи и преносни явления се предвиждат общо шест часа повече. Във всеки раздел както на семинарните упражнения, така и при самостоятелната работа на студентите, се решават задачи от различни типове и с различно ниво на трудност.
Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:
Лекции ( семинарни упражнения)
№
|
Тема, вид на занятието: лекции и семинарни упражнения
|
Брой часове
|
1.
|
Термодинамика на идеален газ. (Термодинамична система и основни термодинамични параметри. Вътрешна енергия. Първи принцип на термодинамиката. Уравнение за състоянието на идеален газ. Закон на Джаул за вътрешната енергия на идеален газ. Изохорни, изобарни, адиабатни и политропни процеси при идеален газ.)
|
5 (5)
|
2.
|
Основи на молекулно-кинетичната теория на газовете и на статистическата физика. (Молекулно-кинетичен модел за налягането на идеален газ. Молекулно-кинетичен смисъл на абсолютната температура.Вътрешна енергия и моларни топлинни капацитети на газове и твърди тела. Среден брой на ударите и среден свободен пробег за молекулите на газ.Уравнение на Ван-дер-Ваалс за реални газове, вътрешна енергия на реален газ, ефект на Джаул-Томсън. Разпределения на Болцман и на Максуел.)
|
6 (7)
|
3.
|
Втори принцип на термодинамиката. (Циклични процеси при топлинните машини. Цикъл на Карно. Различни формулировки на втория принцип на термодинамиката. Теорема на Карно. Равенство и неравенство на Клаузиус. Ентропия. Термодинамична вероятност. Статистически смисъл на втория принцип на термодинамиката.)
|
6(6)
|
4.
|
Строеж и свойства на течности. (Сравнение на свойствата на течностите със свойствата на газовете и твърдите тела. Понятие за строежа на течностите. Вътрешно кохезионно налягане и повърхностно напрежение.Допълнително налягане под свободна повърхност с кривина. Мокрене и капилярни явления . Осмоза и осмотично налягане.)
|
4(4)
|
5.
|
Фазови преходи и фазови равновесия. (Фазови преходи от първи род. Изпарение на течности. Влажност на въздуха. Уравнение на Клаузиус-Клапейрон. Зависимост на налягането на наситените пари от кривината на свободната повърхност на течността. Втечняване на газове. Критично състояние и критични параметри. Получаване на ниски температури. Сублимация и топене на твърди тела. Аномални свойства на водата и леда –водородна връзка. Зависимост на температурата на топене от налягането. Понятие за фазова диаграма на едно вещество. Тройни точки. Полиморфизъм.)
|
6(5)
|
6.
|
Преносни явления в газове. (Дифузия, вътрешно триене и топлопроводност. Феноменологичен закон и молекулно-кинетичен модел за всяко от тези явления. Роля на конвекцията в някои атмосферни явления.)
|
3(3)
|
В. Форми на контрол:
Изпит за цялостната дисциплина и текуща оценка за семинарните упражнения към нея.
Условието за допускане до изпит е:
Оценка не по-ниска от среден (3) от текущия контрол на семинарните упражнения към дисциплината.
Контролът на семинарните упражнения се провежда от техния преподавател. Той се изразява главно в провеждане на контролни работи върху задачи от всеки изучаван раздел. Задачите се разделят в три групи по трудност. Праговото ниво за получаване на оценка среден (3) за всяко контролно е умението да се решават задачи от групата с най-ниска трудност. Общата текуща оценка от семинарните упражнения е осреднената оценка от всички контролни.
Изпитът се състои от две части:
-
Тест от 15 въпроса, който съдържа основни понятия, величини и закони, разработен въз основа на съответен конспект. Всеки въпрос носи една точка. Тестът се оценява с „да” или „не”. Оценка „да” се получава при най-малко 12 точки.
-
Студентите с оценка „да” от теста развиват писмено два въпроса от конспекта по дисциплината, след което се провежда устно събеседване с преподавателя.
Оценяването на изпита е по общоприетите за Факултета академични критерии, като в нея се взема предвид, с относително тегло от около 20%, текущата оценка от семинарните упражнения.
Г. Основна литература:
1.В.Дечева, Молекулна физика-лекции и задачи, изд."Д-р Ив.Богоров", София, 2005.
2.Д.В.Сивухин, Общий курс физики II том, изд. Наука, Москва, 1979.
3.И.В.Савельев, Курс общей физики I том, изд. Наука, Москва, 1977.
4.А.Н.Матвеев, Молекулярная физика, изд. Высшая школа, Москва , 1981.
Д. Допълнителна литература:
1.Р.Файнман, Р.Лейтон, М.Сентс, Файнманови лекции по физика - I и II том, изд. Народна просвета, София, 1970.
2.А. К. Кикоин, И.К.Кикоин, Молекулярная физика, изд.Наука, Москва 1976.
3.Р.В.Телеснин, Молекулярная физика, изд. Высшая школа, Москва, 1973.
Дата: 01.10.2008 г. Съставил програмата:
/доц. д-р М. Абрашев/
Сподели с приятели: |